OPV Offset Problem

[Kent (Gast)]

Hallo zusammen,

ich versuche eine Highside-Strommessung über einen Shunt mit einem 
TL081CP zu realisieren. Nachdem das in der Simulation prima klappte habe 
ich es aufgebaut und die Ergebnisse waren völlig seltsam. Also habe ich 
erstmal eine ganz einfache Versuchsschaltung aufgebaut:

den OPV mit +/-16V gespeist. Invertierender und nichtinvertierender 
Eingang liegen am gleichen Potenzial, welches per Poti aus der 
Versorgungsspannung zwischen -16 und +16V eingestellt wird. Außerdem an 
den Offset-Compensation-Pins noch ein 100K-Poti, dessen "Mitte" an -16V 
liegt.

Nun kriege ich eine konstante Ausgangsspannung von 1.37V egal was die 
Eingangsspannung ist. Nur bei nahe -16V Eingangsspannung springt der 
Ausgang auf +16V (was nachvollziehbar ist).

Durch Drehen am Offset-Poti kann ich den Wert nur "verschlimmern", der 
"beste" Wert sind halt die 1.37V.

Was ich noch erwähnen sollte, die Versorgungsspannungen sind nicht 
stabilisiert (macht das einen Unterschied bei den winzigen Strömen?)

[Kent (Gast)]

Nachtrag: Lege ich beide Eingänge auf GND (Mittelpunkt) dann sind am 
Ausgang immer noch 1.37V. Habe bereits mehrere OPV getestet also kaputt 
ist er auch nicht... es müsste doch wenigstens hier möglich sein mit der 
Offset-Kompensation den Ausgang auf Null zu regeln, denn so macht man 
das doch üblicherweise dachte ich...

[mhh (Gast)]

Schon mal versucht, durch eine Gegenkopplung die Verstärkung des OPV 
entscheidend zu verringern?

[Kent (Gast)]

Ja hat nichts gebracht

[mhh (Gast)]

Kent schrieb:
> Ja hat nichts gebracht

Auf welche Verstärkung?

[Jens G. (jensig)]

Der OPV kann nicht (sicher) mit einer Eingangsspannung beaufschlagt 
werden, die gleich der pos. Betriebsspannung entspricht. Ist schließlich 
kein echter Rail-to-Rail-Typ.
Und lt. DB darf ohnehin nur max. +/- 15V an die Eingänge, was bei den 
Abs. Max. Ratings steht. Da Du bereits 16V dran hattest, könnten die 
also schon hinüber sein (was ich aber trotzdem noch nicht glaube).

[Kent (Gast)]

>Der OPV kann nicht (sicher) mit einer Eingangsspannung beaufschlagt
>werden, die gleich der pos. Betriebsspannung entspricht. Ist schließlich
>kein echter Rail-to-Rail-Typ.
>Und lt. DB darf ohnehin nur max. +/- 15V an die Eingänge, was bei den
>Abs. Max. Ratings steht. Da Du bereits 16V dran hattest, könnten die
>also schon hinüber sein (was ich aber trotzdem noch nicht glaube).

Ist mir dann auch aufgefallen, also nochmal einen neuen TL081 rein. 
Wieder das gleiche: GND an beide Eingänge, Ausgang 1.37V. Kann doch 
nicht wahr sein...

[mhh (Gast)]

Bei Dir in der Schaltung scheinen einfach paar Widerstände zu fehlen, 
denn sonst könntest Du keine gleiche Spannung an die Eingänge legen. Wie 
soll da der OPV ohne Gegenkopplung und Serienwiderstände die Differenz 
zwischen seinen Eingängen auf null bekommen?

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Mein TL081CN funktioniert wunderbar. Versorgung ±16V, beide Eingänge 0V,
39k + 20k-Poti + 39k zwischen die Offsetanschlüsse, Potischleifer an
-16V, keine Gegenkopplung.

Wie zu erwarten, liegen am Ausgang je nach Potistellung entweder UAmax
(ca. +15.2V) oder UAmin (ca. -14,5V) an. Wenn man ganz feinfühlig am
Poti dreht, sind auch Spannungswerte dazwischen möglich.

Bist du sicher, dass alle Leitungen richtig und mit gutem Kontakt
angeschlossen sind und du nicht zufälligerweise einen TL082 erwischt
hast?

[Kent (Gast)]

Hallo Yalu X.,

heisst das dass der Ausgang ohne Rückkopplung auch bei 2 gleichen 
Eingangspotenzialen nie Null werden kann?

[Klaus D. (kolisson)]

>> heisst das dass der Ausgang ohne Rückkopplung auch bei 2 gleichen
>> Eingangspotenzialen nie Null werden kann?

Doch, es wird null sein...
aber leider in Bezug auf die Eingänge...  und wenn Gain = open Loop
dann unkontrollierbar!
zusätzlich bei TL 081 .. die Gefahr von Phase Reversal

spar dir die -16V und mach so:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/85925/kolisson_current_monitor.png

den ganzen Beitrag gibt es da:

Beitrag "Strom messen mit Shunt und LM358"

Gruss K.

[Jens G. (jensig)]

>aber leider in Bezug auf die Eingänge...  und wenn Gain = open Loop
>dann unkontrollierbar!
>zusätzlich bei TL 081 .. die Gefahr von Phase Reversal

hmm - wenn open loop, dann keine Rückkopplung. Wenn keine Rückkopplung, 
dann geht nix auf den (neg.) Eingang zurück - also was interessiert da 
der/die/das Phase Reversal?

[Ulrich (Gast)]

Der TL081 ist kein Rail to Rail OP, aber halt einer bei dem die Eingänge 
auch bis an die positive Versorgung ran dürfen. Mit ein LF356 oder 
ähnlichem könnte man sogar noch etwas über die Versorgungsspannung 
hinaus.

Das Problem mit dem Phase Reversal kommt, wenn man zu nahe an die 
negative Versorgung kommt. Da sind wir hier weit weg.

Ohne Rückkopplung wird der Bereich wo man zwischenwerte am Ausgang hat 
einfach sehr klein. So fein kann dem Poti kaum einstellen und die 
Temperatur beleibt auch kaum so stabil.
Die Rückkopplung ist aber auch nicht trivial, weil der Ausgang des OPs 
nicht bis an die positive Versorgung reicht.

[Name ist Wurscht (Gast)]

Ob Differenzverstärkung, Gleichtaktverstärkung oder 
Gleichtaktunterdrückung - koppel einfach gegen. Und das Problem ist 
gegessen.